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Forum: HF, Funk und Felder Resonanzfrequenz Kondensatoren berechnen (parasitäre Eigenschaften)


Autor: A. R. (redegle)
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Hallo,

jeder Kondensator hat auch eine Induktivität somit ergibt sich auch eine 
Resonanfrequenz. Ab dieser überwiegt die Induktivität der Kapazität.
Das Bauteil ist nicht mehr als Kondensator zu verwenden.

Hierbei sind mir nach durchstöbern der Kondensatoren von murata 2 
Zusammenhänge aufgefallen.

Link:
http://www.murata.com/products/capacitor/tech_data...

1. Je größer die Bauform, um so kleiner die Resonanzfrequenz.
2. Je größer die Kapazität, um so kleiner die Resonanzfrequenz.

Erklärung:
1. Je größer die Bauform, um so größer die parasitäre Induktivität
2. Die Resonanzfrequenz berechnet sich mit

f=1/(2PI) * sqrt {1/(LC)-[R/L]^2}

Eine kleiner Kapazität hat also auch eine größere Resonanzfrequenz zur 
Folge.


Nun zu meiner eigendlichen Frage.
Kennt jemand eine Formel, um die Resonanzfrequenz von Kondensatoren zu 
berechnen?

Ich weiß leider nicht, wie ich die Induktivität in Äbhängigkeit der 
Bauteilgröße berechnen kann (fehlende Leiterschleife?).

Autor: AS (Gast)
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So etwas berechnet man nicht. Man mißt oder läßt berechnen ;-)

http://www.murata.com/products/design_support/mcsi...

Autor: A. R. (redegle)
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Danke,

das Programm ist echt klasse.
Da lohnt es sich ja schon zu überlegen, ob man nicht alle Kondensatoren 
bei Murata kauft.

Gibt es etwas ähnliches auch für Widerstände?

Autor: Wolfgang Horn (Gast)
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A. R. schrieb:
> Gibt es etwas ähnliches auch für Widerstände?

Hi, A.R.,

alle Leiter haben Kapazität und Induktivität.
Einigermaßen verlässlich ist aber nur das, was der Hersteller in seinen 
Datenblättern garantiert.

Das geschickte Ausnutzen prasitärer Eigenschaften ist sicher ein 
lustiges Hobby, aber im Beruf würde ich mich damit eher zur Lachnummer 
machen.

Ciao
Wolfgang Horn

Autor: Ernestus Pastell (malzeit) Benutzerseite
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Die Resonanzfrequenz von Kondensatoren ergibt sich zu einem wesentlichen 
Teil aus der Kontaktierung. Deswegen haben etwa bedrahtete Bauteile eine 
merklich niedriegere Resosnanzfrequenz. Und je größer das Bauteil 
(Volumen) um so größer die Kontaktierfläche.

Einige Kondensatortypen haben keine ausgeprägte Resonanz da die Verluste 
(ESR) dämpfend wirken.

Autor: Christoph H. (wtzm)
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A. R. schrieb:
> Da lohnt es sich ja schon zu überlegen, ob man nicht alle Kondensatoren
> bei Murata kauft.
Bei KEMET gibt es auch ähnliches: 
http://www.kemet.com/kemet/web/homepage/kechome.ns....

Autor: HF-Bastler (Gast)
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> Das geschickte Ausnutzen parasitärer Eigenschaften ist sicher ein
> lustiges Hobby, aber im Beruf würde ich mich damit eher zur Lachnummer
> machen.

Im GHz-Bereich kommt man oft nicht umhin, die parasitären 
Bauteileigenschaften mit zu berücksichtigen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@A. R. (redegle)

>Resonanfrequenz. Ab dieser überwiegt die Induktivität der Kapazität.
>Das Bauteil ist nicht mehr als Kondensator zu verwenden.

Doch. Schau dir mal die Kurven von typischen 0805 oder 0603 100nF an. 
Auch wenn die Impedanz ab einem bestimmten Punkt wieder steigt, ist sie 
absolut gesehen immer noch niedrig und der Kondesator kann kurzzeitig 
Strom liefern. Das gilt z.B. für Entkoppelkondensatoren.

MFg
Falk

Autor: Helmut S. (helmuts)
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http://www.murata.com/products/design_support/mcsi...
Wenn in dem Beispiel L=0.55nH steht, dann sind da nur die Anschüsse des 
Kondensators dabei. Schaut mal euer Layout an. Auf jeder Seite ist da 
fast 1mm bis zum Zentrum des Via, dann nochmals 1,x mm durchs Board bis 
zur Versorgungsfläche beziehungsweise Massefläche. Also muss man zu der 
Induktivität des Kondnesators noch 2nH bis 4nH dazuaddieren. Besser ist 
es, wenn man die Vias ins Pad setzen darf. Dann muss aber der 
Boardhersteller diese füllen und anschließend verkupfern (VIPPO). Gibt 
es diesen Prozess von Billiganbietern?

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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A. R. schrieb:
> Danke,
>
> das Programm ist echt klasse.
> Da lohnt es sich ja schon zu überlegen, ob man nicht alle Kondensatoren
> bei Murata kauft.

Damit geht deren Marketingstrategie auf ;)

Autor: branadic (Gast)
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Helmut S. schrieb:
> Dann muss aber der Boardhersteller diese füllen und anschließend
> verkupfern (VIPPO)

Wer behauptet eigentlich, dass die Vias verfüllt werden müssen? Beim 
Applizieren des Lotes kann man die Menge Lot, die durch das Via 
abgesaugt wird, durchaus mit berücksichtigen. Dann braucht es auch 
keinen teuren Plugging-Prozess.
Natürlich gibt es auch Einschränkungen. Bei BGA und ähnlichen Packages 
kann man auf Plugging nicht verzichten.

branadic

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Bei einem 0402 Kondensator würde dir doch mehr Zinn durch das Via 
weglaufen als man aufbringen kann. So ein Stencil ist nur 125um dick, 
wenn man so kleine Bauteile hat.

Autor: Wolfgang M. (womai)
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A. R. schrieb:
> Ich weiß leider nicht, wie ich die Induktivität in Äbhängigkeit der
> Bauteilgröße berechnen kann (fehlende Leiterschleife?).

Also wenn Du's ganz genau wissen willst (und die Simulation realer 
Kondensatoren ist absolut nicht trivial):

Istvan Novak (Author), Jason R. Miller
"Frequency-Domain Characterization of Power Distribution Networks"

Da gibt es ein ganzes langes Kapitel ueber die Modellierung von 
SMT-Multilayer-Kondensatoren etc.

Wolfgang

Autor: A. R. (redegle)
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>Doch. Schau dir mal die Kurven von typischen 0805 oder 0603 100nF an.
>Auch wenn die Impedanz ab einem bestimmten Punkt wieder steigt, ist sie
>absolut gesehen immer noch niedrig und der Kondesator kann kurzzeitig
>Strom liefern. Das gilt z.B. für Entkoppelkondensatoren.

Hast recht, danke für den Hinweis. Da habe ich wohl etwas zu voreilig 
getippt.


>Damit geht deren Marketingstrategie auf ;)
Zu Recht!
Privat gebe ich lieber ein paar % mehr aus wenn ich dafür in der Lage 
bin, in kurzer Zeit an das notwendige Datenblatt zu kommen.

>Also wenn Du's ganz genau wissen willst (und die Simulation realer
>Kondensatoren ist absolut nicht trivial):

>Istvan Novak (Author), Jason R. Miller
>"Frequency-Domain Characterization of Power Distribution Networks"

>Da gibt es ein ganzes langes Kapitel ueber die Modellierung von
>SMT-Multilayer-Kondensatoren etc.

Danke,
habs mir mal notiert. Wenn ich in unsere Hochschulbibliothek komme werde 
ich mal schauen ob ichs da finde.

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